Soldadura ultrasónica de termoplásticos

Soldadura ultrasónica

El método más común para soldar piezas termoplásticas es la soldadura ultrasónica. En este método, se utiliza energía de vibración de baja amplitud y alta frecuencia (ultrasónica) para causar fricción superficial y molecular para generar el calor necesario para soldar las piezas de plástico de la almohadilla de unión. (Vibración ultrasónica sinusoidal) La soldadura ultrasónica se produce en el rango de frecuencia de {{0}}khz, con un rango de amplitud general de 15-60um. Las frecuencias de audio tan bajas como 15 kHz (mayor amplitud) a veces se usan para piezas más grandes o materiales más blandos. El proceso de soldadura normalmente tiene lugar en 0.5-1.5s. La cantidad de proceso de soldadura incluye el tiempo de soldadura, la posición del cabezal de soldadura y la presión de soldadura. El equipo de soldadura ultrasónica generalmente se usa para soldar piezas termoplásticas de tamaño pequeño, y las piezas grandes pueden soldarse en varios puntos.

Los métodos de soldadura ultrasónica se pueden controlar según el tiempo de soldadura o la posición de soldadura (distancia de colapso) o la energía de soldadura. También se proporcionan controles adicionales para la presión de soldadura y el tiempo de enfriamiento. El equipo de soldadura ultrasónica generalmente opera a una frecuencia de 20kHz o 40kHz. Los dispositivos de 20kHz son los más utilizados.

Diseño de juntas: el primer tipo, el tipo de junta más común, utiliza vibración ultrasónica en la dirección vertical de la superficie conectada. El acoplamiento y la conjugación Z se incluyen en esta categoría y se aplican a la mayoría de los polímeros. El segundo tipo de junta soldada por ultrasonido implica vibración paralela a la superficie de la junta, formando un estado de corte. Varios tipos de recorte y anidamiento caen en la segunda categoría.

Los contactos del controlador de energía se usan mejor con materiales amorfos, y se pueden usar uniones de controladores de energía más grandes en algunos materiales semicristalinos no sellados. El siguiente modelo está modificado con una superficie rugosa o texturizada. Esto mejorará la calidad de la soldadura, la resistencia y la facilidad de finalización. Muchas otras formas de juntas texturizadas también están disponibles. El problema de desbordamiento se puede reducir introduciendo el tanque de contaminación de desbordamiento en el diseño de la conexión. Por seguridad, el tanque de desbordamiento generalmente se diseña con al menos un 10 por ciento de capacidad de exceso de volumen.

Juntas de compresión: Para minimizar la posibilidad de formación de desbordamiento, las juntas de compresión están diseñadas para bloquear o retener el fundido en la zona de fundido. Las juntas de compresión son útiles para materiales plásticos semicristalinos como el nailon. Debido a la estructura más compleja del cierre, la tolerancia de ajuste de las piezas requeridas para el cierre hermético es relativamente estricta. Las estructuras de juntas más grandes también requieren amplitud y energía de soldadura adicionales en comparación con la soldadura bivalva guiada por energía triangular.

Nivelación de piezas, acoplamiento simple no hay solución a la nivelación o alineación de piezas. La nivelación de la pieza se realiza mejor con pasador moldeado o tornillo de doble cabeza. La junta en Z se puede nivelar automáticamente, y la resistencia a la tracción en uso y la carga de corte mejorada. Y puede eliminar el desbordamiento externo.

Lug joint proporciona resistencia a la tracción, así como resistencia al corte. La junta es autoalineable y el grosor de la pared del área de la junta debe ser relativamente grande para acomodar el diseño de la junta de lengüeta ranurada. Además, los requisitos de tolerancia de la pieza de trabajo son relativamente estrictos. Los refuerzos espaciadores mejoran la nivelación de las juntas.

Al conectar la parte superior, generalmente se recomienda usar una conexión de corte. Las juntas de corte se utilizan para piezas anulares y rectangulares que requieren alta resistencia y calidad. La junta de cortante número uno tiene una porción de pared de pieza traslapada que produce tolerancias y cortante local cuando las juntas se sueldan y se insertan secuencialmente entre sí. Para facilitar la nivelación de la pieza de trabajo, la junta contiene una sección de ajuste. Para concentrar la energía de fusión, el ángulo de la punta de la obstrucción en un lado se baja en la superficie de contacto inicial. Debido a que la temperatura del material fundido permanece igual en toda la superficie de contacto, la pieza de trabajo se suelda para que ambas superficies se fundan uniformemente. Para profundidades de 1.0-2.0mm, use valores de tolerancia en el rango de 0.13-0.5mm. Para evitar el alabeo de la pared lateral externa debido a las tolerancias durante la soldadura, las partes verticales deben ser lo más superficiales posible, pero las juntas de lengüeta ranurada modificadas con partes cortantes en un lado se pueden usar con partes elásticas más profundas para proporcionar juntas de pared intermedia que minimicen la deformación de la pared lateral. debido a las tolerancias.

La junta de la rampa tiene un ángulo de 30 grados -60 grados y debe ensamblarse dentro de ±1 grado. La soldadura y el pico se producen para el aumento de tolerancia adicional de 0,10-0,25 mm en el espesor del material de la zona fundida. Cuando los desbordamientos son funcional o estéticamente inaceptables, se utilizan colectores.

Para soldaduras con sellos integrados, también se puede obtener un sello confiable con sellos elásticos integrados o juntas dúctiles. La forma de unión que se muestra en la Figura 7 está equipada con un anillo elástico para mejorar la seguridad de sellado lograda por soldadura ultrasónica o donde la soldadura periférica continua no es posible.